FLUIDIZACIÓN
Enviado por andreamayran3 • 12 de Diciembre de 2013 • 659 Palabras (3 Páginas) • 532 Visitas
En un lecho de partículas con flujo ascendente, la circulación de un fluido a baja velocidad no produce movimiento de las partículas.
El fluido circula por los huecos del lecho perdiendo presión.
Esta caída de presión en un lecho estacionario de sólidos viene dada por la ecuación de Ergun.
Se alcanza un punto en el que las partículas no permanecen por más tiempo estacionarias, sino que comienzan a moverse y quedan suspendidas en el fluido, es decir, “fluidizan” por la acción del líquido o el gas.
Si se aumenta progresivamente la velocidad del fluido, aumenta la caída de presión y el rozamiento sobre las partículas individuales.
Mecanismo de la fluidización
Componentes de un lecho fluidizado
Columna de fluidización: consiste en un tubo sobre el cual viajara el fluido que suspenderá las partículas.
Sección uniformadora: Cono difusor con el objeto de obtener un perfil de velocidad deseado.
Distribuidor: Placas con perforaciones. Es uno de los componentes mas importantes, ya que su diseño impacta en la calidad de la fluidización.
Suministro del fluido: Sistema de válvulas reguladoras de flujo, medidores de flujo, tuberías etc. con el objetivo de proporcionar el fluido en las condiciones termodinámicas requeridas.
Sistema de medición: Se mide la caída de presión, la altura del lecho, la temperatura.
Magnitudes de un lecho
El comportamiento de un lecho relleno viene caracterizado principalmente por las siguientes magnitudes:
• Altura del lecho
• Porosidad
• Esfericidad
• Diámetro de partícula
• Velocidad critica de fluidización
Características de las partículas
Las
propiedades de
las partículas
impactan en la
velocidad mínima
de fluidización,
asi
como en
otros
factores.
Es importante
formar ciertas
clases de partículas
para las cuales su
comportamiento en
el lecho
fluidizado
sea similar.
De esta forma es
posible
extrapolar
los resultados
obtenidos
con un
tipo de partícula a
otras partículas
con
características
parecidas.
Mediante la
observación de la
fluidización
de
diferentes
partículas, ya se
tiene una
clasificación de
particulas
.
Grupo C: son partículas muy finas
Grupo A: tamaño medio pequeño
Grupo B: partículas con diámetro medio
Grupo D: partículas grandes y/o densas
Regímenes de flujo y de fluidización
• Régimen de flujo
El
comportamiento
de
un
gas
fluyendo
a
través
de
una
columna
de
fluidización
generará
diferentes
estados
:
molecular,
intermedio,
viscoso
;
esto
dependerá
de
la
presión
que
se
ejerza
.
Como resultados se pueden tener
diferentes
regímenes de flujo
, y es
posible definirlos mediante el grupo de
Knudsen
.
Grupo de
Knudsen
esta definido
como la relación entre la
trayectoria
libre promedio de las moléculas (
λ
)
y el
diámetro del lecho (D)
Si
Kn
>
1
,
se
tienen
flujo
molecular
Si
Kn
< 1
, el gas esta en estado
viscoso
.
Si
Kn
≈1
, se tiene flujo
intermedio
.
Regímenes de fluidización
Tipos de Fluidizacion
En la práctica se considera Fluidización
PARTICULATIVA
a la fluidización de un sistema
líquido
-
sólid
o y se considera Fluidización
AGREGATIVA
a la de un sistema
gas
-
sólido.
La
fluidización
particulativa
resulta una operación
estable, con una concentración uniforme de
partículas, en lechos homogéneos, la expansión del
fenómeno es
regular
.
Cuando se trata de
fluidización agregativa
no
es posible lograr este tipo de comportamiento
ya que se requieren condiciones muy
especiales.
Perdida Friccional para lechos rellenos
La
resistencia
al
flujo
de
un
fluido
a
través
de
los
huecos
de
un
lecho
de
sólidos
es
la
resultante
del
rozamiento
total
de
todas
las
partículas
del
lecho
.
El rozamiento total por unidad de área es igual a la suma de dos
tipos de fuerza:
i)
fuerzas de rozamiento viscoso
ii)
fuerzas de inercia
Para explicar estos fenómenos se hacen varias suposiciones:
i)
las partículas están dispuestas al azar, sin orientaciones preferentes
ii)
todas las partículas tienen el mismo tamaño y forma
iii)
los efectos de pared son despreciables.
La pérdida
friccional
para flujo a través de lechos rellenos
puede calcularse utilizando la expresión de
Ergun
perdidas viscosas perdidas turbulentas
Donde
:
ρ:
densidad del fluido
μ:
viscosidad del fluido
d
p
: diámetro de partícula
L: altura de lecho
ε:
porosidad del lecho
u
0
: velocidad mínima de fluidización
:
La importancia de los términos de pérdidas
viscosas y pérdidas turbulentas en la
ecuación de
Ergun
se puede relacionar con el
...